砝碼不確定度評(píng)定

第第頁(yè)砝碼不確定度評(píng)定.

..1kg砝碼折算質(zhì)量的測(cè)量結(jié)果

不確定度評(píng)定

1測(cè)量方法

1.1測(cè)量依據(jù)：JJG99-2022《砝碼檢定規(guī)程》

1.2測(cè)量過(guò)程：采納替代衡量法。首先將配衡砝碼T放到天平左盤(pán)中心，然后將標(biāo)準(zhǔn)砝碼放在右盤(pán)中心測(cè)量，讀取數(shù)值,再加上測(cè)分度值的小砝碼,讀取數(shù)值,然后把標(biāo)準(zhǔn)砝碼取下，放上被檢砝碼，讀取數(shù)值，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)砝碼與被測(cè)砝碼之間差值。依據(jù)規(guī)程提供的公式算出被檢砝碼的折算質(zhì)量。

現(xiàn)以F1等級(jí)砝碼為標(biāo)準(zhǔn)，在電子天平*T-1220M(Ma*1200g；d：1mg)上校準(zhǔn)1kg等級(jí)砝碼。2數(shù)學(xué)模型

)/()())((2.1BBrrBAKBABALLmLLVVmm--+--+=ρρ

式中：Am—被檢砝碼的折算質(zhì)量，mg

Bm—標(biāo)準(zhǔn)砝碼的折算質(zhì)量，mg

AV—被檢砝碼的體積，cm3

BV—標(biāo)準(zhǔn)砝碼的體積，cm3

AL—被檢砝碼的平衡位置；

BL—被檢砝碼的平衡位置；

rm—測(cè)天平分度值的標(biāo)準(zhǔn)小砝碼的折算質(zhì)量，mg

BrL—測(cè)天平分度值加放rM后的平衡位置；

Kρ—校準(zhǔn)時(shí)試驗(yàn)室的實(shí)際空氣密度，mg/cm3；=2.1ρ1.2mg/cm3

3計(jì)算份量標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3.1測(cè)量過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)不確定度()muw?

指在相同環(huán)境條件下用相同方法，相同儀器進(jìn)行多次測(cè)量的重復(fù)性，一般測(cè)量次數(shù)多時(shí)，

.

..

采納統(tǒng)計(jì)方法確定，該項(xiàng)不確定度往往歸類于A類不確定度。該類不確定度來(lái)源主要表現(xiàn)在空氣擾動(dòng)，振動(dòng)波動(dòng)、溫度、濕度改變，靜電，磁場(chǎng)吸附衡量?jī)x器等的重復(fù)性方面?，F(xiàn)獨(dú)立測(cè)量1kg級(jí)砝碼10次,測(cè)量數(shù)據(jù)如表1

表1單次測(cè)量值

()2.07mg

1

)

(1000.009g

12

1=-?-?=

?==?∑∑=nmmshnmi

n

ii

3.2與標(biāo)準(zhǔn)砝碼有關(guān)的不確定度()crmu

標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度)(crmu應(yīng)當(dāng)由檢定證書(shū)上給出的擴(kuò)展不確定度U和掩蓋因子k(通常k=2)的商；結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量的不穩(wěn)定性引起的不確定度)(crinstmu得到。

)(crmu=)(2

2

crinstmukU+??

???

3.2.1標(biāo)準(zhǔn)砝碼引入的不確定度：

查檢定證書(shū)得1kgF1等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砝碼的擴(kuò)展不確定度U=0.9mgk=2

3.2.2標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量的不穩(wěn)定性引起的不確定度)(crinstmu可以從對(duì)標(biāo)準(zhǔn)砝碼多次檢定之后

的質(zhì)量改變中估量出來(lái),

857砝碼為F1等級(jí)砝碼，該砝碼2022年首次檢定，100mg砝碼修正值為1mg，2022年修正值為2.2mg，2022年為1.1mg五年期間改變量為1.2mg，所以

)(crinstmu=0.35mg

3.2.3測(cè)天平分度值標(biāo)準(zhǔn)小砝碼引起的不確定度：

測(cè)1kg砝碼時(shí)，測(cè)天平分度值小砝碼為100mg，證書(shū)中給出其擴(kuò)展不確定度為U=0.005mg，k=2標(biāo)準(zhǔn)不確定度=du0.0025mg那么，標(biāo)準(zhǔn)砝碼有關(guān)的不確定度)(crmu的計(jì)算如下

.

..)(crmu=222

)(dcrinstumukU++?????=222

025.035.029.0++??

???mg57.0=

3.3空氣浮力修正不確定度()mub?

該項(xiàng)不確定度來(lái)源于空氣密度，砝碼體積，體膨脹系數(shù)，砝碼溫度，在一般檢定過(guò)程中，砝碼體膨脹系數(shù)砝碼溫度，對(duì)不確定度的影響可忽視不及，那么對(duì)不確定度貢獻(xiàn)主要為空氣密度和砝碼體積，該項(xiàng)不確定度為B類

()bum?=式中：mcr——標(biāo)準(zhǔn)砝碼折算質(zhì)量；

ρt——被檢砝碼材料密度；

ρa(bǔ)——校準(zhǔn)時(shí)的空氣密度；

ρ0——標(biāo)準(zhǔn)空氣密度；

ρa(bǔ)1——標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)時(shí)的空氣密度。

在實(shí)際校準(zhǔn)過(guò)程中，不進(jìn)行空氣浮力修正，因此該項(xiàng)不確定度主要是空氣浮力修正量的貢獻(xiàn)，可按下式計(jì)算。()()()32.1*--=?VVmuabρρ

由規(guī)程JJG99-2022《砝碼》可知,F1等級(jí)砝碼1kg的允差±5.0mg，F(xiàn)2等級(jí)砝碼1kg的允差±50mg，查資料；制造F1、M1等砝碼的不銹鋼材料密度為(7.39～8.73)g/cm3；試驗(yàn)室一年內(nèi)的環(huán)境條件：溫度(20±1)℃；空氣密度(1.20±0.02)mg/cm3。試驗(yàn)室空氣浮力引入的極限誤差的估算：

Δmpma*=(1000.050/7.39－999.995/8.73)×0.02=0.4mg

.

..而通過(guò)空氣浮力引入的極限誤差評(píng)定,作勻稱分布

ub(Δm)=Δmpma*/3=0.23mg

3.4衡量?jī)x器的不確定度()muba?

該項(xiàng)不確定度來(lái)源于衡量?jī)x器的分度值誤差、辨別率、線性漂移誤差，為B類不確定性，這里主要考慮，天平分度值誤差，辨別率，線性漂移對(duì)不確定度的貢獻(xiàn)。

3.4.1電子天平d=1mg，天平的分辯力產(chǎn)生的不確定度計(jì)算：

du(m?)=??????32/d×2=???

???35.0×2=0.41mg

3.4.2由天平的靈敏度產(chǎn)生的不確定度計(jì)算：

()sum?==?????

????????????+?22991001.1003003.06.0=0.00004mg

3.4.3由天平的偏載產(chǎn)生的不確定度可接受的方案如下：

()322

1??=?DddmuE

D為天平根據(jù)相應(yīng)的檢定規(guī)程進(jìn)行偏載測(cè)量時(shí)最大值和最小值之間的差，1d為估量的秤盤(pán)中心到砝碼中心的距離，2d為估量的秤盤(pán)中心到一個(gè)角的距離。

()3221??=?DddmuE=3

288540??=1.08mg

)(muba?=()mumumutsd?+?+?)()(

=22208.100004.041.0++

.

..=1.16mg

4.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定

1kg砝碼輸入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度見(jiàn)表2

表2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定一覽表

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

()ctcmu=()()()()mumumumubabrw?+?++?2

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